淺談實踐教學環節對本科生創新能力培養的促進作用

杜佳男 毛志強 王兵 高杰 付建偉 李子悅

摘? ?要：《測井解釋與數字處理》課程是針對本科生開設的一門綜合性較強的專業課，實踐教學環節是課程中的重要一環。近年來，立足本課程教學實踐，主動借鑒美國科羅拉多礦業學院（Colorado School of Mines，CSM）以及國內兄弟院校測井解釋課程實踐教學經驗，探索一條在測井解釋課程中加強實踐教學環節，有效提升本科生利用課程相關理論思考及分析實際問題的能力，強化基礎軟件平臺基本數據處理模塊操作技能，進而有效培養本科生科技創新能力的途徑，近年來教學工作取得良好效果。

關鍵詞：測井解釋與數字處理? 實踐教學? 平臺操作? 科技創新能力

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0205-02

本科教育是科學教育，創新是科學的真諦[1]。本科教學主要包括基礎理論教學、專業知識教學及實踐教學，其中實踐教學主要培養學生的操作能力、數據處理能力。通過實踐教學，不僅能夠幫助學生運用公共基礎理論知識和專業知識分析并解決實際問題，從而深化對理論知識的理解，做到理論與實踐相結合，激發學生對實踐環節的學習興趣，培養本科生的科技創新能力，為提升本科生專業素質與競爭力做出貢獻。

1? 測井解釋與數字處理課程實踐教學現狀分析

測井解釋與數字處理課程包括專業知識課堂講授、課程作業、測井資料處理軟件平臺操作訓練等幾大模塊，其中課程作業和測井資料處理平臺操作訓練屬于課程實踐教學環節。由于課程作業不占課程學時，以往理論教學、實踐教學環節學時占比分別約為85%、15%。平時課程作業，題目比較大、完成作業的要求也比較宏觀。期望學生能根據課上所學知識主動思考并自覺完成作業，達到能運用所學理論知識、解決基本問題的實踐能力的培養目標。測井資料處理平臺操作訓練模塊，由于課時限制，多以演示形式進行，學生沒有得到真正的實踐機會。

科羅拉多礦業學院（Colorado School of Mines，CSM）是一所世界一流的公立研究型大學，其優勢學科與能源、礦業等專業密切相關，在工業界久負盛名。地球物理系（The Department of Geophysics）為該校的優勢學科，也是全球最好的地球物理系之一[2]。其針對本科生和研究生開設的測井資料分析和儲層評價（Well Log Analysis & Formation Evaluation）課程共計14周，包括課堂講授28學時、實驗課時14次28學時。實驗課在專門的具有個人電腦終端的實驗室進行，要完成一份綜合作業，包括以回答問題為主要形式的作業和以Techlog平臺為基礎的資料處理環節練習。課堂理論教學和實踐環節教學課時占比均為50%！其實驗課時為每周1次，每次2學時，實驗室開放時長為3小時，配備研究生擔任助教進行輔導和提供幫助。類似我們的平時作業在CSM則成為了實驗課時中的一部分，具有“做”中學、通過實踐學習的特點。而且回答問題的作業題目以及Techlog平臺操作練習的任務要求比較簡單又非常具體，方便初學者進行，具有清晰的流程展示和流程訓練特色。除此之外，該課程還有一個為期2周的綜合解釋項目，類似我們的課程大作業。

長江大學測井學科在國內高校中久負盛名，其課程大作業教學環節內容豐富、訓練強度大，主要包括3-5口井測井資料處理解釋訓練等，要求其中1口井手工解釋，其他井則利用指定軟件平臺進行處理解釋。

2? 改革實踐環節教學內容與方式

為更好提升我系本科生實踐操作能力，增強理論聯系實際的本領，培養他們的科技創新能力，在認真分析我系測井解釋與數字處理課程教學現狀及國內外相關院校測井解釋課程開設情況對比基礎上，我們對課程實踐環節教學進行了改革，改革遵循以工作實際需求及繼續深造需求為導向的原則，下面就具體的改革內容談談我們的做法。

（1）更新、擴充實踐教學資料及內容。通過前期文獻資料閱讀、赴長江大學測井系調研交流、收集資料，我們將新的教學方法、解決問題的思路擴充到實踐環節當中，更新了實踐環節內容。例如，收集和整理砂泥巖、碳酸鹽巖、煤層、巖鹽、硬石膏、火山巖等典型巖性地層（層段）常規測井曲線（部分井段有核磁測井資料），以圖件形式發放給學生并要求學生觀察、總結不同巖性地層測井響應特征及響應特征組合。增加油氣層陣列感應測井低阻環帶測井實例資料。原有測井數據處理采用EXCEL進行簡單的處理，現有的實踐環節增加了MATLAB、FORWARD等相對專業的測井處理軟件，并且結合全國大學生測井技能大賽要求和參賽經驗，將測井數據處理的SAND程序和CRA程序納入到計算機平臺操作環節當中。

（2）改進實踐教學方式，對實踐環節要求具體化。原有的課程作業采用的是宏觀要求的辦法，現在的課程作業對題目及作答要求進行了細化，具有更強的可操作性。譬如，在GR測井應用環節，會提出“以某井段資料為例，利用GR曲線計算儲層泥質/粘土含量”比較宏觀和模糊的要求。自覺性和能力都比較強的學生，會按照上述宏觀要求，逐步具體地完成作業，達到作業布置目標。但更多的學生則可能同樣以比較宏觀和模糊的方式，如以文字敘述的方式，簡答上述要求的步驟，而沒有履行和完成上述題目要求背后的具體動手實踐環節，通過作業進行實踐環節教學和培養的效果會大打折扣。在現在的作業中，上述宏觀題目已經改變為若干具體的題目和清晰的要求。如在規定的層段中選擇泥巖、砂巖并確定泥巖基線和砂巖基線數值;要求寫出3種不同的公式并計算給定深度的泥質含量結果。同樣，上述關于不同巖性地層測井曲線的觀察學習要求也從原來的文字總結，進一步改革擴展為“按規定的規范格式畫出典型巖性地層主要的測井響應特征示意圖”，重點比較不同巖性地層GR、電阻率（數值高低及不同探測深度曲線間的差異）和中子-密度曲線重疊特征的差異。把以往的僵化呆板的文字表述，變成生動明確的曲線特征示意，強化學生定性識別和區分地層巖性的實踐能力。通過觀察油氣層低阻環帶測井實例，要求學生讀值并畫出油氣層徑向電阻率剖面，直觀顯示并理解低阻環帶的概念和測井響應模式。上述改變突出了實踐環節要求和培養應更加具體化和流程化。

在此基礎上，形成了一套內容豐富、操作性強、流程層次清晰的課程作業體系（題庫）。

3? 改革考核評價標準和體系

要使得課程教學改革的成果得以顯現，一套科學合理、行之有效的考核評價體系必不可少。針對課程特點和近年來教學實踐和發展動態，課程考核評價標準和體系進行了較大變動和改革。

（1）考核環節細化。配合作業題目的具體化改革，作業等考核標準進行了細化變動，規定了每一環節、每一問題的分值。使考核環節變得更加客觀、易于助教進行操作。通過考核結果，也可以使學生更加清楚地了解對課程內容掌握的真實情況，利于揚長補短，提供學習時效。

（2）增加平時測驗或考試的次數，強化全過程學習時效管理。新的要求規定，每8學時課程將進行一次平時考試。根據課程特點，增加了3次平時測驗（一次一個學時）。這樣做的目的可以使學生在整個課程學習期間始終保持較高的投入和效率，避免以往最終期末考試前突擊學習的陋習。通過強化全過程學時時效管理，真正達到課程教學目標。

（3）課程成績中加大實踐環節比例。以往課程考試以筆試和理論知識考試結果為主，平時作業成績占比較低。近年來，逐步加大了平時作業成績以及測井資料解釋處理軟件平臺實際操作成績占比。目前的課程成績構成及權重為：課程作業成績占30%、平臺操作及平時測驗成績占30%、期末考試成績占40%。

4? 啟示

通過兩年多的課程教學改革，特別是實踐教學環節的具體化和流程化改革嘗試，測井解釋與數字處理課程實踐環節教學效果得到明顯改善，本科生對測井專業理論基礎知識掌握的更加扎實，實踐操作能力更強，由2015級四名學生組成的我校本科生代表隊在2019年第五屆全國大學生測井技能大賽中取得了石油院校組一等獎的佳績，教學改革效果初步展現。

參考文獻

[1] 李國臣，耿彥峰，楊紀紅.立足實踐教學環節加強本科生創新能力培養[J].中國大學教學，2009（6）：69-71.

[2] 張元中.科羅拉多礦業學院地球物理系導師培養研究生的模式及啟示[J].石油教育，2011（3）：67-71.